PAUTA SEMINARIO 1 DE FISIOLOGIA CELULAR CARRERA DE MEDICINA

PAUTA SEMINARIO 1 DE FISIOLOGIA CELULAR CARRERA DE MEDICINA

MEMBRANA PLASMATICA Y TRANSPORTE

PRINCIPIO BASICO DEL TEST DE ELISA

ORIGEN Y PROPIEDADES DE LAS CELULA HeLa

Son clulas provenientes de un carcinoma cervico-uterino de Henrieta Lacks. Su caracterstica ms importante es que son capaces de crecer en suspensin, vale decir, se pueden cultivar de manera que son inmortales. Estas clulas corresponden a una de las lneas celulares disponibles para cultivo actualmente en el comercio. Su capacidad de sobrevida est dada principalmente porque tienen una telomerasa activa (aun ms que otras clulas cancerigenas) pudiendo dividirse innumerables veces sin alcanzar una seal de muerte celular por acortamiento de telomeros. METODOS BASICOS PARA INTRODUCIR SUSTANCIA A UNA CELULA

Sustancias liposolubles y no liposolubles tienen dos formas distintas para ingresar a las clulas:

1) No Liposolubles: inyeccin mediante micro pipeta

electroporacin(clula entre dos electrodos genera poros temporales por donde puede ingresar la sustancia) liposomas (vesculas que unen su membrana a la celular depositando su contenido dentro de la celula) disparo de partculas (pistola de tucsteno). 2) Liposolubles: pueden pasar libremente por la membrana celular

PRINCIPIO BASICO DEL SELECCIONADOR DE CELULAS O CELL SORTER

Es a travs del mtodo de fluorescencia que las clulas son clasificadas. Aquellas clulas que se detectan fluorescentes se cargan negativamente, mientras que las que no se detectan como fluorescentes se cargan positivamente. Por lo anterior al pasar por el ctodo y el nodo que forman parte de la estructura medidora se desvan en distintas direcciones obtenindose aquellas partculas positivas y negativas separadas del resto de las partculas que no sufrirn desviacin.

DIFERENTES TIPOS DE MEMBRANAS DE UNA CELULA

Plasmtica, Nuclear, Mitocondrial, Lisosomal, Golgi, Peroxisomal, Reticulo Endoplasmtico. PRINCIPALES FOSFOLIPIDOS DE LA MEMBRANA PLASMATICA Y SU POLARIDAD

1) Fosfatidiletanolamina NEUTRO

2) Fosfatidilserina NEGATIVA

3) Fosfatidilcolina NEUTRO

* Esfingomielina, no es un verdadero fosfolipido pero participa en la membrana comportndose como tal. NEUTRO PRINCIPALES MOVIMIENTOS DE LOS FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA

1) Difusin lateral2) Rotacin (sobre s mismos)

3) Flexin(en fosfolipidos insaturados)

4) Flip-Flop o Transposicin (cambio de lado en la membrana colaboran las ezs flipasas)

IMPORTANCIA DEL COLESTEROL EN LA MEMBRANA PLASMATICA

1. Aporta mayor resistencia mecnica a la traccin.

2. Evita la formacin de estructuras cristalinas de fosfolipidos, pues los separa.

3. Facilita la insercin de protenas en la matriz fosfolipidica. 1 colesterol cada 2 fosfolipidos (m.plasmatica)

proporcin de membranas int. Es mucho menor.

ESTRUCTURA Y ACTIVIDADES EN LOS MICRODOMINIOS O RAFTS

Los RAFTS son segmentos ms anchos de membrana que contienen una mayor [ ] de colesterol. Cumplen funciones importantes en el mecanismo de intercambio de colesterol (ej. Las HDL) y la interaccin/entrada de virus a la celula.

ASIMETRIA DE LOS FOSFOLIPIDOS DE LA MEMBRANA PLASMATICA

Esta cualidad hace posible el transporte a travs de la membrana y la conservacin de la celula (medio intracelular relativamente constante, medio extracelular cambia constantemente)

MECANISMOS DE ANCLAJE DE PROTEINAS INTEGRALES Y PERIFERICAS

SIGNIFICADO DE LOS GRAFICOS DE HIDROPATIA

Los grficos de hidropata se realizan para localizar en una cadena polipeptdica, segmentos de alfa hlix que atraviesan la membrana (protenas transmembrana), o sea cuantas veces pasa por entre la membrana. Se basa en la repulsin que producen los residuos de aa en ambiente hidrofobico de fosfolipidos.

CARACTERISTICAS OXIDANTES Y REDUCTORAS DEL ENTORNO DE MEMBRANAEl entorno intracelular es de carcter reductor encontrndose los tioles presentes en la estructura de las protenas libres. En cambio en el entorno extracelular o extracitoplasmatico el carcter es oxidante y los tioles, antes libres, se encuentran formando puentes disulfuro

PRINCIPALES DETERGENTES UTILIZADOS EN EL ESTUDIO DE MEMBRANAS

Se utilizan tanto detergentes inicos como no inicos. Dentro de los no inicos estn Triton X-100 y el Octilglucosido. En cuanto a los detergentes inicos se pueden mencionar el Desoxicolato de sodio, Bromuro de cetiltrimetilamonio y Dodecilsulfato de sodio (SDS)

PRINCIPALES PROTEINAS DE LA MEMBRANA DEL ERITROCITO

Espectrina alfa, Espectrina beta, Anquirina, protena banda 3, Glucoforina, protena banda 4.1y Actina. PRINCIPIO DE LA TECNICA FRAP Y FLIP E INFORMACION QUE APORTA

La informacin que aportan estas tcnicas es acerca del movimiento de protenas en la membrana plasmtica. Para esto utilizan el fotoblanqueo a manera de medir la velocidad de difusin lateral de estas protenas. En FRAP se hace un blanqueo con laser y luego una recuperacin, lo que se mide en este caso es la recuperacin de la fluorescencia. En FLIP se hacen varios blanqueos y se mide la perdida de la fluorescencia.

FUNCION CELULAR Y MOLECULAR DE LAS SELECTINAS

Las selectinas son protenas que reconocen glicoprotenas o glucolipidos extracelulares en forma muy especfica. Se hacen especficamente significativas en el rolling de leucocitos donde ayudan con el reconocimiento del este para que pueda salir del torrente sanguneo en una respuesta inflamatoria por ejemplo.

PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE DIFUSION SIMPLE Y FACILITADA

En la difusin simple, no es saturable, opera segn el coeficiente de permeabilidad de una molcula (solubilidad relativa de una molcula en dos solventes de diferente polaridad), ocurre a travs de los fosfolipidos de la membrana, es el caso de los gases.

En cambio en la difusin facilitada, como su nombre lo dice, requiere de ayuda, obedece a una cintica enzimtica. Un tipo necesita gasto de ATP y el otro no. QUE SON LOS IONOFOROS Y COMO FUNCIONAN

Son transportadores o formadores de canales de origen natural o sinttico que incrementan la permeabilidad de las membranas a diferentes iones. SOLO TRANSPORTA IONES. DIFERENCIACION ENTRE UNIPORTADOR, SIMPORTADOR Y ANTIPORTADOR

UniportadorSimportadorAntiportador

Transporta 1 molec2 molec2 molec

Transporte PasivoTransporte AcopladoTransporte Acoplado

Funcionan abrindose y cerrndose por cambio conformacional para transportar a la molec a favor de la gradiente.

Ej. Glut21 a favor de la gradiente y 1 en contra de la gradiente junto a ella hacia la celula.Ej. Simportador sodio-glucosa.Molec que pasa a favor de la gradiente saca a una en contra de ella.Ej. Antiport potasio-protones.

FUNCIONAMIENTO Y CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE LOS GLUT

Los glut estn encargados de transportar la glucosa tanto a clulas como desde clulas a torrente sanguneo. Se abren para recibir la glucosa, luego sufren un cambio conformacional que encierra la glucosa dentro de ellos para finalmente abrirse por el otro extremo. Los glut son protenas integrales multipasaje, pasan 12 veces y existen distintos tipos para distintas clulas. CARACTERISTICAS DE LOS CUATRO TIPOS DE BOMBAS MOLECULARES

EFECTO DE GLICOSIDOS (OUABAINA) EN LA FUNCION CARDIACA

La ouabaina aumenta la contraccin cardiaca. Logra esto porque inhibe la bomba de sodio potasio, por lo tanto la concentracin intracelular de sodio empieza a aumentar lo que inhibe el antiport sodio-calcio, pues no puede entrar ms sodio. Esto provoca aumento del calcio en la celula dando como resultado un aumento de la contraccin (frecuencia) cardiaca.

PRINCIPALES TIPOS DE CANALES IONICOS

MECANISMOS DE ABERTURA O CIERRE DE CANALES IONICOS

1) Cambio de voltaje: afecta solo momentneamente la membrana no el contenido intracelular completo, ni tampoco la membrana completa.

2) Ligando interno o externo a travs de receptores: ligando se une al canal ya se intracelular o extracelularmente para abrir el canal respectivo.

3) Forma Mecnica: cambio conformacional bloquea el espacio abierto del canal. Por presin por ej. IONES Y SU CONCENTRACION EN LA DETERMINACION DEL POTENCIAL DE MEMBRANA

Una membrana en equilibrio sin existir paso de iones tiene potencial de membrana equivalente a 0mV. Cuando la membrana es solo permeable a sodio al equilibrio este potencial es negativo -59mV. En cambio con una membrana permeable al potasio el potencial es positivo +59mV. De esto se obtiene que el potencial de reposo celular es entre -40 y -100 mV siendo la explicacin de esto que las cargas positivas se pueden mover libremente ya que siempre hay canales de K abiertos, dejando una mayora de cargas negativas en reposo dentro de la celula.

ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS CANALES DE SODIO, POTASIO Y CALCIO

El canal de potasio es el mas simple siendo una protena multipasaje, 6 veces, los canales de sodio y de calcio son la repeticin de un canal de potasio 4 veces, sin embargo el canal de calcio es ms largo que el de sodio. HIPOTESIS SOBRE LA SELECTIVIDAD DE LOS CANALES DE SODIO Y POTASIO

Con respecto al canal de sodio se postula que para que el Na pueda pasar debe pasar en su forma hidratada, como el K es ms grande en su forma hidratada no pasara por el orificio de este canal, sin embargo el Litio si pasa por los canales de sodio (efecto antidepresivos). En cambio el canal de K la interaccin no es con la forma hidratada sino como anhdrido, como el Na no puede deshacerse tan fcilmente del agua no podra pasar por el canal de K, adems se postula que el K establecera 4 enlaces con su canal, lo que le permite pasar, sin embargo el Na solo podra establecer 2 de estos siendo imposible su paso.

QUE ES EL PATH-CLAMP Y CUAL ES SU UTILIDAD EN INVESTIGACION

Es una tcnica que permite medir la abertura y cierre de canales inicos, la permeabilidad de la membrana y potencial de reposo. Es una tcnica de pinzamiento de la membrana que permite tomar un canal de la membrana mediante el uso de una micropipeta, con el fin de estudiarlo por separado. INTERVENCION DE CANALES Y TRANSPORTADORES EN EL TRANSPORTE DE GLUCOSA EN LAS CELULAS INTESTINALES

Los Glut 1(superficie apical) son transportadores que permiten que la glucosa entre a las clulas intestinales cuando la concentracin del lumen es mayor que la concentracin de las clulas en cuanto a glucosa. Sin embargo cuando esta concentracin se invierte existen simportadores sodio glucosa en la superficie apical, que ingresan 2 molculas de sodio junto con una de glucosa, esto hace que aumente la concentracin intracelular de Na y comienzan a actuar las bombas de Na K en la superficie basal de la celula para sacar el sodio de la celula. A su vez la glucosa es sacada de la celula a la sangre por el Glut 2 que se ubica en la superficie basal.

MECANISMO DEL INTERCAMBIO OXIGENO-ANHIDRIDO CARBONICO EN LOS ERITROCITOSEn los capilares sistmicos: (alta presin de CO2 y baja de O2)

1. CO2 atraviesa la membrana del eritrocito

2. El agua presente al interior del glbulo rojo se disocia en iones hidroxilos y en protones.

3. El dixido carbnico reacciona con el grupo hidroxilo y mediante la accin de la anhidrasa carbnica se transforma en ion bicarbonato

4. El HCO3- atraviesa la membrana plasmtica con ayuda del antiport cloruro-bicarbonato y es liberado a la sangre. (Entra cloro)

5. El protn que resulto de la disociacin de agua se une a la hemoglobina, cambiando su estado de oxidacin, permitindole soltar hacia los tejidos el oxgeno al que estaba unida.En los capilares pulmonares: (baja presin de CO2 y alta presin de O2)1. Debido a la alta presin de O2, el O2 ingresa a los eritrocitos y se asocia a la hemoglobina, lo cual ocasiona la liberacin de un H+. 2. Simultneamente, hay HCO3- ingresando mediante el antiportador Cloruro-Bicarbonato, mientras que el CL sale del eritrocito. La anhidrasa Carbnica es una enzima reversible, por lo que puede transformar el HCO3- en CO2 + OH-. Aquel OH- que queda en el limbo se asocia al H+ que haba sido liberado por la incorporacin del oxgeno a la hemoglobina. 3. La disociacin entre el OH- y el CO2, en conjunto con la baja presin de CO2 al exterior de la clula ocasionan que este (el CO2) salga de ella.

MECANISMO DE PRODUCCION DE HCL EN EL LUMEN GASTRICO

En las clulas del estomago ocurren mltiples procesos simultneos que resultan en la produccin de HCl. En primer lugar la anhidrasa carbonica transforma el CO2 que entra a la celula en bicarbonato, pero para eso necesita que el agua se disocie en sus iones y unir el dixido de carbono al OH-, en este paso tenemos dentro de la celula estomacal, bicarbonato, protones H+. Lo que se busca ahora es ingresar Cl- a la celula y poder sacarlo de ella hacia el lumen junto con los protones de H+ para producir HCl. Para ingresar Cl- acta el antiportador cloruro bicarbonato que saca el bicarbonato producido y hace entrar el Cl que luego va a salir al lumen gstrico por el canal de cloruro. Por otro lado la bomba protn potasio est encargada de sacar el H+ al lumen gstrico al ingresar potasio a la celula, este potasio sale libremente luego por los canales de K. De esta manera llegan al lumen gstrico el H+ y el Cl- producindose HCl.

Fernando San Cristbal Brahm (apuntes).

Dr. Alfonso Valenzuela Bonomo (imgenes).

Dra. Nora Morgado Tapia (imgenes).